空気圧バタフライバルブの動作原理

 空気圧式バタフライバルブは、パイプライン内の流体の流れを調節または遮断するために使用される1/4回転バルブです。ステムに取り付けられた円形のディスク（「ディスク」と呼ばれることが多い）で構成され、ステムはバルブ本体内で回転します。「空気圧」とは、圧縮空気を用いてバルブを操作する作動機構を指し、遠隔制御または自動制御を可能にします。

空気圧バタフライ バルブは、空気圧アクチュエータとバタフライ バルブという 2 つの主要コンポーネントに分けられます。

バタフライバルブ本体：バルブ本体、ディスク（弁体）、ステム、シートで構成されます。ディスクがステムの周りを回転することでバルブを開閉します。

· 空気圧アクチュエータ：圧縮空気を動力源として利用し、ピストンまたはベーンを駆動して直線運動または回転運動を生み出します。

 

主要コンポーネント

*バタフライバルブ：

- バルブ本体: ディスクを収容し、パイプに接続するハウジング。

- ディスク（ディスク）：流れを制御する平らな、またはわずかに隆起した板。流れの方向と平行に保持するとバルブが開き、垂直に保持すると閉じます。

- ステム: アクチュエータからの回転力を伝達するディスクに接続されたロッド。

- シールとシート: しっかりと閉まり、漏れを防止します。

*アクチュエータ

- 空気圧アクチュエータ：通常はピストン型またはダイヤフラム型で、空気圧を機械的な動作に変換します。複動型（開閉両方に空気圧を使用）または単動型（片方向は空気圧、戻りはスプリングを使用）があります。

2. 動作原理

空気圧バタフライバルブの動作は、本質的には「圧縮空気の作動」と「圧力の伝達」の連鎖プロセスです。→アクチュエータの作動→「ディスクの回転で流れを制御します。」簡単に言えば、空気圧エネルギー（圧縮空気）が回転機械運動に変換され、ディスクの位置を決定します。

 2.1. 作動プロセス:

- 外部ソース（コンプレッサーや制御システムなど）からの圧縮空気が空気圧アクチュエータに供給されます。

- 複動式アクチュエータでは、一方のポートから空気が流入するとバルブステムが時計回り（バルブを開く）に回転し、もう一方のポートから空気が流入すると反時計回りに回転します。これによりピストンまたはダイヤフラムに直線運動が生じ、ラック・アンド・ピニオン機構またはスコッチヨーク機構によって90度の回転運動に変換されます。

- 単動アクチュエータでは、空気圧によってピストンがスプリングに押し付けられてバルブが開き、空気を放出するとスプリングが自動的にバルブを閉じます (フェイルセーフ設計)。

 2.2. バルブ操作:

- アクチュエータがバルブ ステムを回転させると、バルブ ボディ内のディスクが回転します。

- 開位置: ディスクは流れの方向と平行になり、抵抗を最小限に抑え、パイプラインを通る完全な流れを可能にします。 - 閉位置: ディスクは流れに対して垂直に 90 度回転し、通路を遮断してシートに対して密閉します。

- 中間位置では流量を絞ることができますが、バタフライ バルブは非線形の流量特性があるため、正確な制御よりもオン/オフ サービスに適しています。

 2.3. 制御とフィードバック:

- アクチュエータは通常、電気信号による正確な制御のためにソレノイドバルブまたはポジショナーとペアになっています。

- センサーは、自動化システムでの信頼性の高い動作を確保するために、バルブの位置のフィードバックを提供する場合があります。 

3. 単動式と複動式